大花萱草8個(gè)品種雜交結(jié)實(shí)性研究*

儲(chǔ)博彥，李金霞，尹新彥，趙玉芬，賈紅姍

(1.河北省林業(yè)科學(xué)研究院，河北 石家莊 050061；2.河北省林木良種工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050061)

大花萱草(Hemerocallishybrida)為百合科(Liliaceae)萱草屬(HemerocallisL.)多年生宿根草本植物[1]，為多親本雜交而成的現(xiàn)代栽培品種，多為二倍體和四倍體品種，也有個(gè)別三倍體品種[2]。其花朵較大、花瓣質(zhì)地肥厚、花色鮮艷、花姿優(yōu)美、花期長(zhǎng)，耐寒，耐旱，在中國(guó)許多城市引種表現(xiàn)優(yōu)良[3-5]，有著巨大的發(fā)展空間和潛在的市場(chǎng)前景。

中國(guó)于20世紀(jì)70年代中期從美國(guó)引入大花萱草品種，但至今中國(guó)關(guān)于自主培育的大花萱草新品種的報(bào)道還很少[6-8]。人工授粉雜交作為萱草新品種選育的傳統(tǒng)方法，可以使控制性狀的遺傳物質(zhì)從一個(gè)群體轉(zhuǎn)移到另一群體，并對(duì)多基因控制的數(shù)量性狀進(jìn)行定向選育[9]。本研究旨在通過(guò)大花萱草不同品種的雜交試驗(yàn)，摸索出各雜交組合的授粉、結(jié)實(shí)規(guī)律，并進(jìn)一步掌握不同品種的親和特性，為培育出具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良新品種提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

正確選擇雜交親本是雜交育種成敗的關(guān)鍵。根據(jù)大花萱草的育種目標(biāo)(花大、色艷、姿美、著花量大等)，結(jié)合前期雜交親本篩選試驗(yàn)的結(jié)果，選擇出8個(gè)品種進(jìn)行雜交試驗(yàn)，期待選育出觀賞性狀優(yōu)良的萱草新種質(zhì)。8個(gè)品種及其主要觀賞性狀見(jiàn)表1。

表1 雜交親本及主要觀賞性狀

1.2 試驗(yàn)方法

2016年4-8月，于大花萱草花期在資源圃進(jìn)行雜交授粉，品種間進(jìn)行自交、單交和正反交。授粉方法采用常規(guī)雜交方法，單交和正反交的授粉組合需提前將花蕾中未成熟的花藥除去，去雄時(shí)可用手或鑷子，同時(shí)注意盡量不碰傷雌蕊。自交、單交和正反交的授粉組合在授粉后立即封好套袋，并掛牌標(biāo)明雜交組合、授粉日期。每個(gè)組合授粉30朵。授粉后加強(qiáng)水肥管理，待數(shù)日后柱頭萎蔫將套袋除去，以免妨礙果實(shí)生長(zhǎng)。定期觀察，及時(shí)統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)數(shù)和種子數(shù)。結(jié)實(shí)率(%)=(結(jié)實(shí)數(shù)/授粉數(shù))×100%，平均種子數(shù)=種子總粒數(shù)/果實(shí)個(gè)數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel進(jìn)行表格記錄與數(shù)據(jù)運(yùn)算，用DPSv 7.05軟件LSD多重比較法進(jìn)行差異性檢測(cè)，小寫(xiě)字母表示0.05差異水平，大寫(xiě)字母表示0.01差異水平。

2 材料與方法

2.1 自交結(jié)實(shí)情況分析

8個(gè)大花萱草品種自交結(jié)實(shí)試驗(yàn)情況見(jiàn)表2。

表2 8個(gè)品種自交結(jié)實(shí)率多重比較

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；不同的小寫(xiě)字母表示0.05水平下差異，不同的大寫(xiě)字母表示0.01水平下差異。下同。

由表2可知，8個(gè)大花萱草品種通過(guò)人工自花授粉均可以結(jié)實(shí)，但自交結(jié)實(shí)率差異較大?！鹜尥蕖越唤Y(jié)實(shí)率最高，達(dá)80.00%，高于‘紅寶’且極顯著高于其他6個(gè)品種；‘紅寶’自交結(jié)實(shí)率高于‘紅運(yùn)’，且極顯著高于‘東方不敗’等5個(gè)品種；‘莎蔓’自交結(jié)實(shí)率最低，僅15.74%，顯著低于‘粉秀客’，且極顯著低于其他6個(gè)品種。根據(jù)自交結(jié)實(shí)率的大小，8個(gè)品種的自交結(jié)實(shí)能力為‘金娃娃’>‘紅寶’>‘紅運(yùn)’>‘東方不敗’>‘黃油花’>‘盛夏紅酒’>‘粉秀客’>‘莎蔓’。

2.2 雜交結(jié)實(shí)情況分析

由表3可知，大花萱草雜交組合共37個(gè)，結(jié)實(shí)的有32個(gè)，占86.49%，未結(jié)實(shí)的有5個(gè)?！t寶’ב黃油花’結(jié)實(shí)率最高，達(dá)70.00%；‘紅運(yùn)’ב紅寶’結(jié)實(shí)率最低，僅1.23%?！⑾募t酒’ב紅運(yùn)’平均種子數(shù)最多，為12.2個(gè)，‘紅寶’ב紅運(yùn)’平均種子數(shù)最少，僅1.2個(gè)?？梢?jiàn)，8個(gè)大花萱草品種雜交結(jié)實(shí)性差異極大。

‘紅寶’ב黃油花’、‘紅寶’ב金娃娃’、‘紅寶’ב粉秀客’、‘東方不敗’ב粉秀客’、‘紅寶’ב東方不敗’5個(gè)雜交組合的結(jié)實(shí)率在50%以上，親和性較高。

‘紅寶’ב盛夏紅酒’、‘紅寶’ב紅運(yùn)’、‘東方不敗’ב金娃娃’、‘粉秀客’ב紅寶’、‘盛夏紅酒’ב紅寶’、‘黃油花’ב紅寶’、‘盛夏紅酒’ב金娃娃’、‘紅寶’ב莎蔓’、‘莎蔓’ב紅寶’、‘金娃娃’ב盛夏紅酒’、‘粉秀客’ב黃油花’、‘東方不敗’ב紅寶’12個(gè)雜交組合結(jié)實(shí)率在20%-50%之間，親和性中等。

‘金娃娃’ב紅寶’、‘黃油花’ב盛夏紅酒’、‘莎蔓’ב盛夏紅酒’、‘盛夏紅酒’ב東方不敗’、‘黃油花’ב粉秀客’、‘粉秀客’ב紅運(yùn)’、‘盛夏紅酒’ב紅運(yùn)’、‘紅運(yùn)’ב盛夏紅酒’8個(gè)雜交組合結(jié)實(shí)率在10%-20%之間，親和性較低。

‘金娃娃’ב紅運(yùn)’、‘紅運(yùn)’ב粉秀客’、‘黃油花’ב紅運(yùn)’、‘金娃娃’ב東方不敗’、‘莎蔓’ב紅運(yùn)’、‘東方不敗’ב紅運(yùn)’、‘紅運(yùn)’ב紅寶’7個(gè)雜交組合結(jié)實(shí)率均在10%以下，親和性極低。

‘紅運(yùn)’ב東方不敗’、‘紅運(yùn)’ב金娃娃’、‘紅運(yùn)’ב莎蔓’、‘莎蔓’ב粉秀客’、‘粉秀客’ב金娃娃’5個(gè)雜交組合結(jié)實(shí)率為0，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的不親和性。

2.3 正反交結(jié)實(shí)情況分析

8個(gè)大花萱草品種正反交結(jié)實(shí)情況見(jiàn)表4。

表3 8個(gè)品種雜交結(jié)實(shí)性統(tǒng)計(jì)

由表4可知，8個(gè)大花萱草品種正反交結(jié)實(shí)性差異顯著。‘紅寶’做母本的結(jié)實(shí)率最高，達(dá)到53.76%，顯著高于‘東方不敗’，極顯著高于其他6個(gè)品種；‘紅運(yùn)’做母本的結(jié)實(shí)率最低，僅3.28%，顯著低于‘盛夏紅酒’，極顯著低于‘紅寶’和‘東方不敗’。8個(gè)品種做父本的結(jié)實(shí)率之間均不存在顯著性差異?！t寶’做母本的平均種子數(shù)最高，達(dá)6.9，顯著高于‘紅運(yùn)’，與其他6個(gè)品種之間差異不顯著；‘紅運(yùn)’做母本平均種子數(shù)最低，僅1.6。‘黃油花’做父本平均種子數(shù)最高，達(dá)到8.9，顯著高于‘金娃娃’和‘莎蔓’；‘莎蔓’做父本平均種子數(shù)最低，僅2.0。‘東方不敗’、‘紅寶’2個(gè)品種的結(jié)實(shí)率與平均種子數(shù)均為做母本>做父本；‘紅運(yùn)’‘盛夏紅酒’‘黃油花’3個(gè)品種結(jié)實(shí)率與平均種子數(shù)均為做母本<做父本；‘金娃娃’‘莎蔓’‘粉秀客’3個(gè)品種的結(jié)實(shí)率為做母本<做父本，但平均種子數(shù)為做母本>做父本。

表4 8個(gè)品種正反交結(jié)實(shí)性統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，8個(gè)大花萱草品種自交均能結(jié)實(shí)，其中‘金娃娃’自交結(jié)實(shí)率最高，達(dá)80.00%，‘莎蔓’最低，僅15.74%。自交結(jié)實(shí)能力排序?yàn)椤鹜尥蕖?‘紅寶’>‘紅運(yùn)’>‘東方不敗’>‘黃油花’>‘盛夏紅酒’>‘粉秀客’>‘莎蔓’。黃花花[10]、金立敏等[11]的相關(guān)研究結(jié)果也表明，大花萱草品種具有很低的自交親和性。因此在今后的相關(guān)研究中，可以嘗試采用一些克服自交不親和的方法，如蕾期授粉[10]、激素處理[7]、切除柱頭[12]、涂抹柱頭分泌物等方法，期待克服大花萱草的自交不親和現(xiàn)象。

相關(guān)研究表明[6-7,10-11]，大花萱草品種間的雜交親和性普遍不高，限制了新品種的繁育。本研究結(jié)果表明，8個(gè)大花萱草品種雜交結(jié)實(shí)性差異極大。‘紅寶’ב黃油花’、‘紅寶’ב金娃娃’、‘紅寶’ב粉秀客’、‘東方不敗’ב粉秀客’、‘紅寶’ב東方不敗’5個(gè)雜交組合結(jié)實(shí)率在50%以上，親和性較高。而‘紅運(yùn)’ב東方不敗’、‘紅運(yùn)’ב金娃娃’、‘紅運(yùn)’ב莎蔓’、‘莎蔓’ב粉秀客’、‘粉秀客’ב金娃娃’5個(gè)雜交組合結(jié)實(shí)率為0，存在嚴(yán)重的生殖隔離，常規(guī)的雜交授粉不能得到雜交種子，這與祝鵬芳等[6]、趙完璧[8]關(guān)于大花萱草雜交授粉的結(jié)果相似。另外，本試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)部分雜交組合授粉后都獲得了一定量的蒴果，但是幾天后便有部分蒴果脫落，未獲得雜交種子?？梢?jiàn)，大花萱草品種間親和性較差，常規(guī)花期雜交平均結(jié)實(shí)率很低。因此，對(duì)大花萱草受精過(guò)程的超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，完善其生殖生物學(xué)資料，找到其不親和原因，并結(jié)合胚挽救技術(shù)，為新品種選育提供理論與技術(shù)支持。

8個(gè)大花萱草品種間雜交授粉時(shí)，‘東方不敗’‘紅寶’2個(gè)品種做母本雜交親和性高于做父本，‘紅運(yùn)’‘盛夏紅酒’‘黃油花’3個(gè)品種做父本雜交親和性高于做母本；‘金娃娃’‘莎蔓’‘粉秀客’3個(gè)品種做父本親和性較高，但做母本有利于獲得更多的雜交種子?？梢?jiàn)，大花萱草不同品種正反交結(jié)果差異較大，各雜交組合的親和性各異，其中并無(wú)明顯規(guī)律。在實(shí)際雜交過(guò)程中應(yīng)及時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而篩選出親和性強(qiáng)的雜交組合，再根據(jù)已設(shè)定的育種目標(biāo)進(jìn)行雜交，以獲得表現(xiàn)優(yōu)良的理想性狀。

經(jīng)過(guò)百余年的育種研究，目前全世界萱草品種已經(jīng)有4×104余種[13]。中國(guó)擁有豐富的萱草野生種質(zhì)資源，且大部分尚處于野生或未改良開(kāi)發(fā)的狀態(tài)[14]。因此，以中國(guó)萱草原生種為親本，克服種間雜交親和障礙，打破萱草育種的瓶頸，培育出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，是育種工作者研究?jī)?nèi)容的重中之重。

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